目錄
第1章 微型計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)知識 1
1.1 概述 1
1.2 微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)和基本工作原理 2
1.2.1 微型計算機的基本結(jié)構(gòu) 2
1.2.2 中央處理器 3
1.2.3 存儲器 8
1.2.4 I/O設(shè)備 13
1.2.5 總線 16
1.3 計算機中信息的表示 16
1.3.1 進位計數(shù)制 16
1.3.2 數(shù)值信息在計算機中的表示 19
1.3.3 非數(shù)值信息在計算機中的表示 25
1.4 微型計算機的軟件系統(tǒng) 30
1.4.1 軟件的分類 31
1.4.2 操作系統(tǒng)的概念 31
1.4.3 計算機語言和語言處理程序 32
1.5 微型計算機系統(tǒng)及性能指標(biāo) 34
1.5.1 計算機系統(tǒng)的組成 34
1.5.2 系統(tǒng)的基本配置 35
1.5.3 微型計算機的主要性能指標(biāo) 36
習(xí)題1 37
第2章 80x86微處理器結(jié)構(gòu) 39
2.1 微型計算機的發(fā)展概況 39
2.1.1 由8086到Pentium 39
2.1.2 由Pentium Pro到PentiumⅡ/Ⅲ 43
2.2 8086/8088微處理器的結(jié)構(gòu) 49
2.2.1 8086的功能結(jié)構(gòu) 49
2.2.2 8086/8088的寄存器結(jié)構(gòu) 50
2.3 8086的引腳功能和工作模式 54
2.4 存儲器組織和I/O組織 60
習(xí)題2 62
第3章 Pentium系統(tǒng)原理 63
3.1 概述 63
3.2 Pentium微處理器體系結(jié)構(gòu) 64
3.2.1 Pentium微處理器的外形和封裝 64
3.2.2 Pentium微處理器的功能結(jié)構(gòu) 67
3.3 Pentium微處理器的寄存器 72
3.3.1 基本寄存器 73
3.3.2 系統(tǒng)級寄存器 83
3.3.3 調(diào)試寄存器 89
3.4 CISC和RISC 91
3.4.1 復(fù)雜指令集計算機—CISC 92
3.4.2 精簡指令集計算機—RISC 92
3.5 Pentium指令格式與尋址方式 93
3.5.1 指令格式 93
3.5.2 尋址方式 95
3.6 數(shù)據(jù)類型 98
3.6.1 基本的數(shù)據(jù)類型 98
3.6.2 Pentium的操作數(shù)類型 99
3.6.3 Pentium FPU的數(shù)據(jù)類型 100
3.7 PentiumⅡ微處理器 103
習(xí)題3 103
第4章 Pentium存儲管理 105
4.1 概述 105
4.2 存儲器組織 106
4.2.1 實模式下的存儲器組織 106
4.2.2 保護模式下的存儲器組織 107
4.2.3 虛擬8086模式下的存儲器組織 108
4.3 保護模式的分段模型 109
4.3.1 平面模型 109
4.3.2 帶保護的平面模型 110
4.3.3 多段模型 111
4.4 Pentium段的轉(zhuǎn)換 112
4.4.1 段寄存器及段描述符高速緩存 113
4.4.2 段描述符表 120
4.5 保護模式的頁轉(zhuǎn)換 122
4.5.1 分頁功能 123
4.5.2 控制寄存器的頁屬性 130
4.5.3 Pentium微處理器后系列的分頁功能增強 131
4.5.4 物理地址擴展特性 132
4.5.5 物理地址擴展與頁面尺寸擴展 134
4.6 保護模式的段和頁轉(zhuǎn)換的組合 136
習(xí)題4 138
第5章 高速緩沖存儲器 139
5.1 高速緩沖存儲器的工作原理 139
5.2 高速緩沖存儲器的基本結(jié)構(gòu) 141
5.2.1 全相聯(lián)Cache 142
5.2.2 直接映射Cache 144
5.2.3 組相聯(lián)Cache 146
5.3 高速緩沖存儲器的性能分析 148
5.4 高速緩沖存儲器的操作方式 151
5.4.1 替換策略 151
5.4.2 Cache與主存的一致性問題 152
5.5 MESI一致性協(xié)議 153
5.5.1 MESI一致性協(xié)議概述 153
5.5.2 MESI協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則 154
5.6 PentiumⅡ處理器的Cache技術(shù) 154
習(xí)題5 157
第6章 超標(biāo)量流水線 158
6.1 概述 158
6.2 整型流水線 159
6.2.1 Pentium的流水線 160
6.2.2 指令配對 162
6.3 浮點流水線 165
6.4 動態(tài)執(zhí)行技術(shù) 167
6.4.1 PentiumⅡ的流水線結(jié)構(gòu) 167
6.4.2 動態(tài)執(zhí)行過程 168
6.5 分支預(yù)測 171
習(xí)題6 173
第7章 浮點部件 174
7.1 概述 174
7.2 浮點部件體系結(jié)構(gòu) 175
7.2.1 數(shù)值寄存器 175
7.2.2 FPU寄存器堆棧 176
7.2.3 狀態(tài)字寄存器 177
7.2.4 控制字寄存器 180
7.2.5 標(biāo)記字寄存器 181
7.2.6 后的指令操作碼字段 182
7.2.7 數(shù)值指令和數(shù)據(jù)指針 182
習(xí)題7 184
第8章 中斷 185
8.1 概述 185
8.1.1 中斷的概念 185
8.1.2 中斷源分類 185
8.2 硬件中斷與軟件中斷 186
8.2.1 硬件中斷 187
8.2.2 異常中斷 187
8.2.3 INT n指令中斷 188
8.2.4 異常和中斷向量 188
8.2.5 指令的重新啟動 190
8.3 中斷描述符表和中斷描述符 190
8.3.1 中斷描述符表 190
8.3.2 中斷描述符 191
8.4 中斷處理 192
8.4.1 實模式使用中斷向量表 192
8.4.2 保護模式使用中斷描述符表 192
8.5 出錯代碼 194
8.6 異常條件 194
習(xí)題8 204
第9章 總線 205
9.1 概述 205
9.1.1 總線的概念 205
9.1.2 總線的工作原理 205
9.1.3 總線的分類 205
9.1.4 總線操作 207
9.1.5 總線結(jié)構(gòu) 207
9.1.6 總線的主要參數(shù) 210
9.2 總線系統(tǒng)的層次、信號類型及總線周期 211
9.2.1 總線系統(tǒng)的層次 211
9.2.2 總線系統(tǒng)的信號類型 211
9.2.3 總線周期 212
9.3 ISA總線 214
9.4 EISA總線 217
9.5 VESA總線 218
9.6 PCI總線 219
9.6.1 PCI總線的特點及接口信號 219
9.6.2 采用北橋/南橋體系結(jié)構(gòu)的芯片組 225
9.6.3 PCI總線的應(yīng)用 227
9.7 AGP接口 227
9.7.1 AGP的主要特點 228
9.7.2 AGP 的工作模式 228
習(xí)題9 229
第10章 I/O接口與可編程芯片 230
10.1 高性能可編程DMA控制器接口芯片82C37A-5 230
10.1.1 82C37A-5的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 230
10.1.2 82C37A-5的內(nèi)部寄存器 231
10.1.3 DMA編程和應(yīng)用舉例 239
10.2 可編程中斷控制器芯片82C59A 240
10.2.1 82C59A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 241
10.2.2 82C59A的程序設(shè)計 242
10.2.3 82C59A在Pentium微處理器上的應(yīng)用 248
10.3 CHMOS可編程時間間隔定時器芯片82C54 249
10.3.1 82C54的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 249
10.3.2 82C54的內(nèi)部寄存器 250
10.3.3 82C54編程和應(yīng)用舉例 253
10.4 可編程外圍接口芯片82C55A 255
10.4.1 82C55A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 255
10.4.2 82C55A的控制字和3種工作方式 256
10.4.3 82C55A編程和應(yīng)用舉例 257
10.5 可編程串行通信接口芯片82C51A 260
10.5.1 串行通信 260
10.5.2 82C51A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 261
10.5.3 82C51A的寄存器 263
10.5.4 82C51A編程和應(yīng)用舉例 264
習(xí)題10 266
第11章 模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)/模轉(zhuǎn)換 268
11.1 概述 268
11.2 D/A轉(zhuǎn)換器 269
11.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理 269
11.2.2 權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器 269
11.2.3 T形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器 271
11.2.4 D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 272
11.3 A/D轉(zhuǎn)換器 272
11.3.1 采樣/保持器 273
11.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理 274
11.3.3 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 278
11.4 D/A轉(zhuǎn)換芯片介紹 278
11.4.1 AD7522的性能指標(biāo) 278
11.4.2 AD7522的各功能部件與引腳功能 279
11.5 A/D轉(zhuǎn)換芯片介紹 283
11.5.1 A/D芯片基本構(gòu)成 283
11.5.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC1143 284
11.5.3 ADC1143在微機系統(tǒng)中的應(yīng)用 286
習(xí)題11 287
第12章 匯編語言程序設(shè)計 288
12.1 匯編語言概述 288
12.1.1 匯編語言和匯編程序的基本概念 288
12.1.2 匯編語言程序設(shè)計的基本步驟 289
12.2 匯編語言源程序結(jié)構(gòu) 290
12.2.1 匯編語言語句格式 290
12.2.2 偽操作 293
12.2.3 宏操作 306
12.2.4 過程 308
12.2.5 宏操作和過程的比較 309
12.3 匯編程序設(shè)計 311
12.3.1 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 311
12.3.2 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 312
12.3.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 318
12.3.4 子程序 322
習(xí)題12 328
參考文獻 330